Gate-Turn-Off-Thyristor (GTO)
Einleitung
Beim Gate-Turn-Off-Thyristor kurz GTO handelt es sich um eine Weiterentwicklung des Thyristors. Es handelt sich hierbei um einen löschbaren Thyristor. Mithilfe eines negativen Gatestrom kann der „Thyristor“ aus dem Flussbetrieb ausgeschaltet werden.
⇨ Thyristor einfach & verständlich erklärt
Erklärung
Ist ein Thyristor gezündet und befindet sich im Flussbetrieb fließt durch diesen entsprechend von Anode zu Kathode ein Strom. Möchte man den Thyristor allerdings ausschalten, muss erst der Haltestrom / die Haltespannung am Thyristor unterschritten werden.
Das bedeutet: Der Gateanschluss beim Thyristor dient ausschließlich dem Zünden des Thyristors, nicht dem löschen (ausschalten).
Nun gibt es allerdings eine Weiterentwicklung die genau das ermöglicht. Der sogenannte Gate-Turn-Off-Thyristor kurz GTO. Hierbei soll mithilfe eines negativen Strompulses am Gate der „Thyristor“ gelöscht werden.
Dies wird mit dem unten gezeigten Halbleiter-Aufbau ermöglicht.
Aufbau
Betrachtet man den Halbleiter-Aufbau des Gate-Turn-Off-Thyristor GTO dann findet sich hier ebenfalls die Typische Thyristor Struktur wieder.
Allerdings sind Halbleiter-Schichten direkt an Anode und Kathode (p2 und n1) aufgeteilt in kleinere Blöcke.
Hierbei bewirken die Aussparungen im Anodengebiet einen Nebenschluss für die Basis-Emitter-Strecke des PNP hierdurch wird einen Verringerung seiner Stromverstärkung bewirkt.
Die Aufteilung des Kathodengebiets verringert die Spannungsabfälle an Bahnwiderständen.
Problem mit dem GTO
Problematisch beim GTO ist die Größe des negative Gatestrom welcher benötigt wird um diesen zu löschen. Dieser muss nämlich 1/5 bis 1/3 des Anodenstroms betragen.
Gate Commutated Thyristor (GCT)
Das Problem mit dem notwendigen großen Gatestrom wird durch den sogenannten Gate Commutated Thyristor kurz GCT gelöst. Hierbei wird der Anodenstrom komplett zum Gate umgelenkt (kommutiert). Hierdurch wird zuerst der NPN deaktiviert. Dies hat zur Folge das der PNP keinen Basisstrom mehr bekommt und so der Thyristor abschaltet.